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Reacciones cruzadas entre alergenos - Alergología e Inmunología ...

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REACTIVIDAD CRUZADA ENTRE<br />

ALERGENOS<br />

De todos es sabido que la reacción alérgica,<br />

en un individuo hipersensible a una sustancia<br />

dada, surge ante un segundo encuentro con la<br />

fuente alergénica, después de un contacto inicial<br />

con ella. El primero de tales contactos sensibiliza<br />

al individuo frente a tal alergeno, induciendo<br />

la síntesis de IgE específicas de dicho alergeno<br />

y preparando así su organismo para responder<br />

con mayor eficacia a posteriores encuentros con<br />

él. En estos contactos, la población de anticuerpos<br />

sintetizados desencadena una respuesta<br />

inflamatoria diversa que da lugar a los síntomas<br />

clínicos característicos de la alergia tipo-I.<br />

Sin embargo, un individuo puede sufrir procesos<br />

de alergia frente a sustancias o materiales<br />

con los cuales nunca ha tenido contacto previo.<br />

Ello puede ser explicado por el hecho de que la<br />

fuente de alergia comparta una sustancia alergénica<br />

con otro material con el que el paciente sí<br />

haya tenido relación directa y que aportó el<br />

agente sensibilizante en aquel primer encuentro.<br />

Ante este tipo de acciones, se dice que existe<br />

reactividad cruzada <strong>entre</strong> ambos materiales: el<br />

individuo posee IgE responsables de esa actividad<br />

y será hipersensible indistintamente a una u<br />

otra fuente de alergia.<br />

Pero, la identidad estructural de los agentes<br />

alergénicos que conducen a la reactividad cruzada<br />

no ha de ser necesariamente absoluta. Basta<br />

con que exista una cierta similitud molecular, en<br />

algunos casos incluso mínima. Basta con que<br />

compartan un epítopo alergénico.<br />

269<br />

Revisión<br />

<strong>Reacciones</strong> <strong>cruzadas</strong> <strong>entre</strong> <strong>alergenos</strong>: implicación de los carbohidratos<br />

R. Rodríguez, M. Villalba<br />

Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Complutense, Madrid.<br />

Naturaleza de los agentes implicados en la<br />

reactividad cruzada<br />

La mayor parte de los <strong>alergenos</strong> de origen natural<br />

son de naturaleza polipeptídica. Pero muchas<br />

proteínas alergénicas poseen además grupos químicos<br />

de diferente naturaleza, siendo los más frecuentes<br />

los carbohidratos. Así, tanto las proteínas<br />

como los glicanos constituyen los mejores candidatos<br />

para ejercer un papel en la reactividad cruzada<br />

<strong>entre</strong> diversas fuentes alergénicas naturales.<br />

La mayor parte de las células de un organismo<br />

comparten numerosas funciones, y cada una de<br />

estas funciones están ejecutadas por la misma proteína.<br />

Este concepto podemos extenderlo a células<br />

de diferentes organismos. En general, idénticas<br />

funciones son desempeñadas en organismos distintos<br />

por la misma proteína. Sin embargo, la<br />

estructura de esa proteína puede diferir de unas<br />

especies biológicas a otras en un grado muy diverso,<br />

constituyendo una familia de proteínas homólogas.<br />

La similitud <strong>entre</strong> ellas viene frecuentemente<br />

regida por la proximidad filogenética de las<br />

especies comparadas. Tanto más parecidas serán<br />

las secuencias de aminoácidos (también llamadas<br />

estructuras primarias) de las proteínas con idéntica<br />

función cuanto más cercanas se encu<strong>entre</strong>n las<br />

especies en el árbol evolutivo. Así, si la reactividad<br />

cruzada depende de la similitud de estructuras,<br />

tanto mayor probabilidad de ofrecer tales<br />

reacciones presentarán las proteínas alergénicas<br />

procentes de fuentes biológicas distintas cuanto<br />

más relacionadas filogenéticamente se encu<strong>entre</strong>n<br />

éstas.<br />

Además de las proteínas, los azúcares pueden<br />

también encontrarse implicados en reacciones<br />

Rev. Esp. Alergol Inmunol Clín, Octubre 1997 Vol. 12, Núm. 5, pp. 269-281<br />

15


270 R. Rodríguez y M. Villalba Volumen 12<br />

<strong>cruzadas</strong>. Como discutiremos más adelante con<br />

mayor profundidad, ello se debe a la confluencia<br />

de estructuras, esto es, a la restringida diversidad<br />

de sus estructuras alergénicas.<br />

Factores que condicionan la existencia de<br />

reactividad cruzada<br />

Del análisis de la naturaleza y función de las<br />

moléculas principalmente implicadas en la reactividad<br />

cruzada se puede desprender que hay tres<br />

factores que favorecen su existencia:<br />

a) Una estructura molecular altamente conservada<br />

Del propio concepto de reactividad cruzada se<br />

deduce que ésta será posible cuando el alergeno,<br />

casi siempre una proteína, posea una secuencia de<br />

aminoácidos muy parecida en las diversas fuentes<br />

alergénicas en las que se encu<strong>entre</strong>. Esa similitud<br />

estructural puede y suele ocurrir, como ya hemos<br />

comentado, <strong>entre</strong> proteínas con idéntica función<br />

biológica en las distintas especies. A menudo, la<br />

función de la proteína ejerce una presión conservativa<br />

tan fuerte que no es posible alterar apenas su<br />

secuencia en un gran número de posiciones de la<br />

cadena polipeptídica sin que se perturbe su actividad<br />

biológica; incluso, ciertos cambios pueden<br />

desembocar en una proteína totalmente inactiva. La<br />

coincidencia de estructuras <strong>entre</strong> proteínas homólogas<br />

será tanto mayor cuanto más sometida se<br />

encu<strong>entre</strong> a restricciones conformacionales. Ello se<br />

traduce en el hecho de que la molécula debe poseer<br />

una estructura sumamente conservada a lo largo<br />

de las diversas especies, por lo que, si la proteína es<br />

alergénica, la reactividad cruzada debida a ella será<br />

altamente probable. Así, por ejemplo, una proteína<br />

que posea múltiples ligandos con los que debe establecer<br />

numerosos contactos, en los que son insustituibles<br />

determinados aminoácidos de la cadena<br />

polipeptídica -frecuentemente residuos expuestos al<br />

medio acuoso circundante-, son las candidatas más<br />

idóneas para encontrarse involucradas en las reacciones<br />

<strong>cruzadas</strong>. Cuando, por el contrario, la permisividad<br />

a los cambios secuenciales es grande,<br />

esto es, la proteína presenta actividad biológica aún<br />

disponiendo de estructuras primarias poco similares,<br />

la reactividad cruzada es más improbable: las<br />

diferencias estructurales <strong>entre</strong> el alergeno original y<br />

su homólogo pueden ser detectadas por los anticuerpos<br />

específicos del primero, y no ser capaces<br />

de reconocer en el homólogo los epítopos correspondientes,<br />

lo que se traduce en una ausencia de<br />

alergenicidad por parte de este último en los<br />

pacientes sensibles al alergeno original.<br />

En el primero de los casos se encuentran dos<br />

<strong>alergenos</strong> a los que se ha atribuido un importante<br />

papel en la reactividad cruzada 1 : Bet v 1 -alergeno<br />

principal del polen de abedul- y sus homólogas en<br />

otros pólenes, y las profilinas. Ambas familias de<br />

proteínas poseen secuencias suficientemente conservadas<br />

en numerosas especies para ser reconocidas<br />

en mayor o menor grado por los anticuerpos<br />

IgE producidos por la estimulación con cualquiera<br />

de sus homólogos. Mucha menor similitud<br />

secuencial presentan, sin embargo, Ole e 1, Lol p<br />

11 y sus equivalentes de otros pólenes no relacionados<br />

filogenéticamente como el de maíz o el de<br />

abedul, evitándose así la alergenicidad cruzada<br />

<strong>entre</strong> especies evolutivamente alejadas. Así, difícilmente<br />

dichos <strong>alergenos</strong> serán responsables de<br />

tal reactividad <strong>entre</strong> los pólenes de oleáceas y gramíneas,<br />

o betuláceas.<br />

b) Coincidencia de tejido<br />

Lógicamente, la presencia de proteínas con<br />

idéntica función biológica -y por tanto con estructuras<br />

semejantes- se acentúa en tejidos homólogos.<br />

Las células de los tejidos poseen muchas proteínas<br />

especializadas en desempeñar funciones<br />

propias de dicho tejido, y que son diferentes de las<br />

de otros órganos. Por ello, la reactividad cruzada<br />

será tanto más probable e intensa cuanto más relacionados<br />

se encu<strong>entre</strong>n los tejidos alergénicos.<br />

Por ejemplo, la frecuencia de esta reactividad será<br />

superior <strong>entre</strong> los propios pólenes de diversas<br />

especies de plantas que con los frutos, las semillas,<br />

las hojas; o bien los epitelios de animales<br />

domésticos <strong>entre</strong> sí, o <strong>entre</strong> las esporas de hongos,<br />

o <strong>entre</strong> los excrementos de ácaros, etc.<br />

Se salen de este patrón proteínas ubicuas, que<br />

poseen una actividad universal, indispensable para<br />

muchos tipos de células, por lo que se pueden<br />

encontrar en cantidades detectables desempeñando<br />

un papel relevante en la reactividad cruzada.<br />

Este es el caso de las profilinas, y quizás la tropomiosina<br />

y proteínas ligantes de calcio, de más<br />

reciente implicación en estos procesos de reactividad<br />

cruzada.<br />

c) Proximidad filogenética de las especies alergénicas<br />

La similitud estructural <strong>entre</strong> proteínas homólo-<br />

16


Núm. 5 <strong>Reacciones</strong> <strong>cruzadas</strong> <strong>entre</strong> <strong>alergenos</strong> 271<br />

gas es mayor para las procedentes de fuentes alergénicas<br />

filogenéticamente cercanas. La presión<br />

evolutiva no ha dispuesto del tiempo suficiente<br />

para crear y aceptar los mismos cambios en la<br />

estructura de una proteína de dos especies próximas<br />

que los que pueden mostrarse <strong>entre</strong> dos más<br />

alejadas. Esta consideración permite agrupar, por<br />

un lado, las especies biológicas animales, por otro<br />

lado, las vegetales y finalmente los microorganismos,<br />

teniendo presente que dentro de cada grupo<br />

especies muy próximas poseerán más probabilidad<br />

de compartir <strong>alergenos</strong> que aquéllas menos<br />

relacionadas. Por ejemplo, los pólenes de betuláceas<br />

presentarán más frecuentemente reacciones<br />

<strong>cruzadas</strong> <strong>entre</strong> ellos, que con los de oleáceas o con<br />

los de gramíneas.<br />

En algunas ocasiones, no es necesario que la<br />

similitud estructural <strong>entre</strong> las proteínas alergénicas<br />

se extienda a la molécula completa para que<br />

tenga lugar la reactividad cruzada <strong>entre</strong> ellas. Basta<br />

con que el parecido exista en una pequeña parcela<br />

del polipéptido para que los anticuerpos IgE<br />

puedan unirse al antígeno. Esta situación puede<br />

ser ilustrada mediante los «motivos funcionales».<br />

Se trata de regiones muy definidas de la estructura<br />

de las proteínas, frecuentemente de carácter<br />

conformacional (es decir, tridimensional), que<br />

poseen funciones específicas en proteínas muy<br />

diferentes, funciones tales como catalítica, receptora<br />

de un ligando concreto -que puede ser un<br />

simple ion-, sustrato de una actividad ajena, etc.<br />

La conservatividad de la estructura de estos<br />

«motivos» suele ser muy alta, precisamente para<br />

preservar esa función característica, y cambios<br />

mínimos en ella dan lugar a proteínas inoperantes.<br />

Un ejemplo de este tipo de estructura polipeptídica<br />

serían los bucles característicos de unión del<br />

ion calcio, motivos funcionales muy difundidos a<br />

lo largo de un gran número de proteínas, proteínas<br />

muy diversas y con funciones particulares diferentes.<br />

Su presencia en la estructura polipeptídica tridimensional<br />

en lugares de alta exposición al<br />

medio acuoso, su gran conservatividad, su notable<br />

polaridad (ricos en aminoácidos de carácter ácido),<br />

su ubicuidad, y su estabilidad en presencia<br />

del ion, hacen de ellos firmes candidatos a constituir<br />

determinantes alergénicos responsables de<br />

numerosas reacciones <strong>cruzadas</strong> <strong>entre</strong> una amplia<br />

diversidad de especies.<br />

Además de los factores mencionados, existen<br />

17<br />

otros secundarios que condicionan la expresión de<br />

las reacciones <strong>cruzadas</strong>, como son la solubilidad<br />

del alergeno o su abundancia en la fuente biológica.<br />

Pequeños cambios en la secuencia de una proteína<br />

pueden afectar profundamente a su solubilidad,<br />

por ejemplo la sustitución de un residuo<br />

polar de la superficie de la proteína -como un residuo<br />

de aspártico- por uno de carácter hidrofóbico<br />

como sería una valina. Esta alteración, además de<br />

rebajar la solubilidad del polipéptido, puede inducir<br />

la autoasociación de las moléculas formando<br />

agregados difícilmente extraíbles en sistemas<br />

acuosos, y por ello menos capaces de inducir procesos<br />

alérgicos. Por otro lado, proteínas homólogas<br />

en especies distintas pueden presentarse en<br />

niveles de concentración muy diferentes, y constituirse<br />

o no en <strong>alergenos</strong> dependiendo de esos<br />

niveles, ya que darían lugar a títulos altos o bajos<br />

de anticuerpos IgE; no en vano se ha observado<br />

que la mayor parte de los <strong>alergenos</strong> principales<br />

son proteínas abundantes en los extractos alergénicos.<br />

Fuentes biológicas <strong>entre</strong> las que se da<br />

frecuentemente la reactividad cruzada<br />

En la práctica, la reactividad cruzada -al margen<br />

de algunos escarceos con insectos, peces y<br />

ácaros- posee fundamentalmente dos frentes de<br />

estudio: la que tiene lugar <strong>entre</strong> los pólenes, y la<br />

que se da <strong>entre</strong> pólenes y algunos alimentos de<br />

origen vegetal como son las frutas y hortalizas. La<br />

escasez de datos moleculares sobre <strong>alergenos</strong> y la<br />

ausencia de unas bases coherentes para el análisis<br />

de esas reacciones <strong>cruzadas</strong> pueden ser la causa<br />

de que, hasta la fecha, apenas se hayan analizado<br />

aquellas responsables de las polinosis que, como<br />

la alergia al polen de abedul, se había observado<br />

en la década de los 80 que predisponían al paciente<br />

al síndrome de alergia oral o a síntomas relacionados<br />

con el consumo de vegetales crudos 1 ,<br />

sobre todo frutas de la familia de las rosáceas,<br />

<strong>entre</strong> las que se encuentran la manzana y el melocotón.<br />

Otros casos de alergias relacionadas <strong>entre</strong><br />

sí son a ambrosía y melón o plátano, o a algunos<br />

insectos y ácaros, a castaña y látex, a caracoles y<br />

ácaros, etc. Pero estas últimas están poco documentadas<br />

aún.<br />

Con todo ello, raramente se han estudiado otras<br />

acciones que no sean las de Bet v 1 y las profili-


272 R. Rodríguez y M. Villalba Volumen 12<br />

nas, ambos <strong>alergenos</strong> importantes en vegetales.<br />

Cuando el estudio se generalice a otros materiales<br />

alergénicos, o implicando a nuevas proteínas, es<br />

muy probable que la incidencia de la reactividad<br />

cruzada se observe para un gran colectivo de <strong>alergenos</strong>.<br />

Cada uno de ellos puede tener por cuenta<br />

propia una baja incidencia clínica, pero la diagnosis<br />

de su implicación en reacciones <strong>cruzadas</strong> puede<br />

ser esencial para el tratamiento y prevención de<br />

las alergias del paciente.<br />

Como hemos dicho, dos proteínas han sido<br />

principalmente involucradas en reacciones <strong>cruzadas</strong><br />

1 : las profilinas y el alergeno principal del<br />

polen de abedul, Bet v 1. La profilina, una proteína<br />

capaz de interaccionar con el citoesqueleto<br />

celular y con fosfoinosítidos, está presente en<br />

casi todas las células eucarióticas. Posee una<br />

estructura muy conservada en especies relacionadas<br />

filogenéticamente: las profilinas procedentes<br />

de especies vegetales presentan una identidad de<br />

secuencia de alrededor del 80%, mientras que la<br />

profilina humana tiene alrededor de un 30% de<br />

identidad con la de Acanthamoeba. Dada su ubicuidad<br />

y su carácter alergénico, se la ha definido<br />

como «panalergeno» 2 . Alrededor del 20% de los<br />

pacientes alérgicos al polen de abedul son sensibles<br />

a la profilina, incrementándose este valor<br />

notablemente si consideramos las alergias a<br />

algunos alimentos como manzana y melocotón.<br />

Aunque la intensidad de la unión de la profilina<br />

a las IgE de pacientes alérgicos es moderada, la<br />

reactividad cruzada debida a ella tiene lugar<br />

<strong>entre</strong> numerosos organismos, incluso muy poco<br />

relacionados evolutivamente, por lo que se la<br />

considera como uno de los principales <strong>alergenos</strong><br />

responsables de esta actividad. Por otro lado, se<br />

sabe que la alergia a manzana es muy frecuente<br />

<strong>entre</strong> los pacientes sensibles al polen de abedul.<br />

De ello se ha responsabilizado a las proteínas<br />

homólogas de la familia de Bet v 1 3 , que poseen<br />

secuencias muy semejantes, encontrándose también<br />

implicadas en las reacciones <strong>cruzadas</strong> a<br />

nivel de IgE <strong>entre</strong> pólenes de abedul, avellano,<br />

aliso y carpe.<br />

Recientemente se ha observado en pólenes de<br />

diversas especies, incluso no relacionadas filogenéticamente,<br />

la existencia de una proteína<br />

ligante de calcio que podría constituir un nuevo<br />

panalergeno, al menos a nivel de especies vegetales<br />

4 . Se ha detectado en todos los pólenes tes-<br />

tados (oleáceas, gramíneas, betuláceas, compuestas,<br />

pináceas, cupresáceas), lo que hace<br />

suponer que posee una secuencia de aminoácidos<br />

altamente conservada. Se ha podido demostrar<br />

que, en la interacción de las IgE de sueros<br />

de pacientes alérgicos a polen de Cynodon dactilon<br />

con la proteína aislada de este polen, está<br />

implicado uno de los sitios de unión de calcio.<br />

Esto podría estar relacionado con la incipiente<br />

inhibición que ejerce el extracto de polen de<br />

abedul sobre la interacción <strong>entre</strong> la parvalbúmina<br />

de bacalao (con tres sitios de unión de calcio)<br />

y los sueros de pacientes alérgicos a ella, dato<br />

que sorprendió notablemente a Apold y Elsayed<br />

hace cerca de dos décadas y que nunca habían<br />

podido explicar. Los estudios sobre esta nueva<br />

familia de proteínas son aún preliminares, pero<br />

podrían relacionar epítopos alergénicos presentes<br />

en proteínas de células animales con otros de<br />

células vegetales, con el interés que ello tendría<br />

para explicar las alergias <strong>cruzadas</strong>, por ejemplo,<br />

<strong>entre</strong> pólenes y pescados, o de forma más general<br />

<strong>entre</strong> especies biológicas muy alejadas filogenéticamente.<br />

Finalmente, la tropomiosina constituye otro<br />

objetivo más en los estudios de reactividad alergénica<br />

cruzada. Aunque aún existen pocos datos al<br />

respecto, esta proteína animal, implicada en la<br />

maquinaria contráctil de las células, ha atraído la<br />

atención como posible responsable de procesos de<br />

reactividad cruzada <strong>entre</strong> fuentes alergénicas muy<br />

diversas, tales como las gambas, los ácaros y los<br />

insectos 5 .<br />

LOS CARBOHIDRATOS COMO<br />

ESTRUCTURAS ANTIGENICAS<br />

Papel de los carbohidratos en la naturaleza<br />

Las funciones atribuidas a las estructuras glicosídicas<br />

son muy numerosas y diversas, y probablemente<br />

la lista no haya sido aún completada.<br />

Además de tareas meramente estructurales, como<br />

contribuir a la estabilidad, conformación y solubilidad<br />

de la proteína de la que forman parte, los<br />

carbohidratos pueden también proporcionarle protección<br />

frente a actividades proteolíticas extracelulares,<br />

o modular la función proteica. Papeles<br />

más dinámicos pueden resumirse en una implicación<br />

en procesos de reconocimiento que incluyen<br />

18


Núm. 5 <strong>Reacciones</strong> <strong>cruzadas</strong> <strong>entre</strong> <strong>alergenos</strong> 273<br />

el control de la vida celular, la provisión de ligandos<br />

para la unión específica <strong>entre</strong> proteínas, o de<br />

estructuras diana para microorganismos, el<br />

enmascaramiento de dichas estructuras, o bien la<br />

mediación en las interacciones célula-célula o<br />

célula-matriz extracelular. Muchas de estas actividades<br />

las desempeñan pequeñas estructuras glicosídicas,<br />

oligosacáridos, con no más de diez o doce<br />

unidades monosacáridas, formando parte de proteínas,<br />

glicoproteínas, que pueden ser muy activas<br />

antigénicamente. La heterogeneidad de las cadenas<br />

glicosídicas, incluso de las que comparten la<br />

misma posición de enlace a la cadena polipeptídica,<br />

junto con la dificultad de disponer de ensayos<br />

bioquímicos adecuados, son los principales motivos<br />

de que aún no sea fácil realizar una asignación<br />

específica de roles biológicos a carbohidratos concretos.<br />

Los glicanos de glicoproteínas pueden ser clasificados<br />

en dos grupos: aquellos que poseen una<br />

unión a la cadena polipeptídica de tipo O-glicosídico<br />

a través de la cadena lateral de una serina o<br />

de una treonina -generalmente contienen un residuo<br />

de N-acetilgalactosamina en su extremo<br />

reductor-; y los que se unen mediante un enlace<br />

N-glicosídico a una asparagina del polipéptido,<br />

empleando para ello un resto de N-acetilglucosamina<br />

del extremo reductor. Los primeros, en<br />

general, juegan un papel en las propiedades fisicoquímicas<br />

de las glicoproteínas portadoras. Los<br />

últimos cumplen funciones de ligandos en fenómenos<br />

de reconocimiento <strong>entre</strong> moléculas de la<br />

superficie celular.<br />

Variedad estructural de los carbohidratos<br />

Los carbohidratos no se han considerado durante<br />

mucho tiempo moléculas inmunogénicas idóneas.<br />

En general, de menor envergadura y variedad<br />

estructural que las proteínas, su capacidad<br />

antigénica sería dudosa. Sin embargo, en las últimas<br />

dos décadas ha sido tal el avance en su análisis<br />

molecular y funcional que aquellos criterios<br />

han quedado obsoletos. Así, se ha observado que<br />

la presencia de determinados monosacáridos en la<br />

estructura del carbohidrato les capacita para constituirse<br />

en potentes antígenos, sobre todo cuando<br />

se encuentran formando parte de glicoproteínas,<br />

esto es, conjugados con cadenas polipeptídicas 6 .<br />

Y, dado que los carbohidratos se encuentran localizados<br />

en la periferia de la estructura de las gli-<br />

19<br />

coproteínas, accesibles a la interacción con otras<br />

moléculas tales como los anticuerpos, se consideran<br />

ahora muy aptos para constituirse en determinantes<br />

antigénicos.<br />

Los seres vivos poseen en su organización<br />

macromolecular tres tipos de biopolímeros mayoritarios:<br />

ácidos nucleicos, proteínas y carbohidratos.<br />

Todos ellos se encuentran constituidos por<br />

unidades monoméricas enlazadas covalentemente,<br />

pero la existencia de ramificaciones y el anomerismo<br />

distingue a las cadenas polisacáridas de las<br />

nucleotídicas y aminoacídicas. La variedad de<br />

monosacáridos (por ejemplo, hexosas) integrantes<br />

de los carbohidratos es aparentemente menor que<br />

la de los aminoácidos que forman las proteínas.<br />

Sin embargo, la posibilidad de unión <strong>entre</strong> ellos a<br />

través de cuatro posiciones distintas, la configuración<br />

a o ß del enlace, o la conformación alternativa<br />

piranósido/furanósido de cada monómero,<br />

conduce a una gran diversidad de isómeros. Con<br />

una glucosa y una manosa se pueden formar hasta<br />

16 disacáridos diferentes.<br />

Sin embargo, la variedad de carbohidratos naturales<br />

no puede compararse con la de las estructuras<br />

proteicas; éstas poseen 20 monómeros diferentes,<br />

organizados en todas las combinaciones<br />

posibles, y además plegados en una arquitectura<br />

tridimensional, lo que les confiere una diversidad<br />

casi imposible de imaginar. La razón que subyace<br />

al limitado número de estructuras oligosacáridas y<br />

polisacáridas naturales es que los organismos, las<br />

células, poseen sólo unos pocos sistemas distintos<br />

de síntesis de carbohidratos, que conducen a la<br />

formación de moléculas bastantes definidas,<br />

muchas de las cuales poseen en común una porción<br />

importante de su estructura. De ello da cuenta<br />

incluso el reducido número de tipos de unión<br />

del glicano a la cadena polipeptídica: N-glicosídico<br />

y O-glicosídico. Sin embargo, y a pesar de<br />

existir fórmulas mínimas comunes a muchos carbohidratos,<br />

el hecho de que en los vegetales, por<br />

ejemplo, estos sistemas posean rutas de síntesis (o<br />

enzimas distintas para completar el proceso) diferentes<br />

que en las especies animales, hace que los<br />

productos finales no sean idénticos, y, por tanto,<br />

los carbohidratos de aquéllos puedan resultar antigénicos<br />

en éstos. Así, la antigenicidad de los carbohidratos<br />

en mamíferos se refiere casi exclusivamente<br />

a los glicanos procedentes de plantas<br />

-especialmente los de glicoproteínas vegetales-, y


274 R. Rodríguez y M. Villalba Volumen 12<br />

en menor grado a los de algunos microorganismos<br />

e invertebrados.<br />

¿Qué característica del carbohidrato puede ser<br />

responsable de su alergenicidad?<br />

Los tipos de oligosacáridos presentes en glicoproteínas<br />

de plantas, enlazados mediante uniones<br />

N-glicosídicas, se encuentran resumidos en la Fig.<br />

1. Todos los carbohidratos N-glicosídicos poseen<br />

en común el «núcleo pentasacárido» Mana1-<br />

6(Mana1-3)Manß1-4NAcGlcß1-4NAcGlc. Dependiendo<br />

de los sustituyentes que posean sobre<br />

este núcleo, se obtendrán las tres subclases de<br />

cadenas: de tipo complejo, rico en manosas, e<br />

híbrido. El tipo complejo no posee más residuos<br />

de manosa que los contenidos en el núcleo pentasacárido,<br />

pero posee unidades de diversos monosacáridos<br />

tales como N-acetilglucosamina, fucosa,<br />

o xilosa, en diferentes posiciones del núcleo. Por<br />

el contrario, las cadenas del tipo rico en manosas<br />

presentan sólo residuos de este monosácarido<br />

enlazados al núcleo y frecuentemente al menos<br />

hasta un número de cinco. El tercer tipo posee<br />

características de ambos, se alternan residuos<br />

complementarios de manosas -casi siempre unidas<br />

sobre la manosaa1-6 del núcleo-, con otros componentes<br />

típicos de los complejos como es la xilosa.<br />

Gal NAG Fuc<br />

Gal NAG Man<br />

Gal NAG Man – NAG – NAG – Asn<br />

Gal NAG<br />

Man COMPLEJO<br />

Gal NAG<br />

Man Man<br />

Man<br />

Man Man Man – NAG – NAG – Asn<br />

Man Man Man<br />

RICO EN MANOSA<br />

Man<br />

Man Fuc<br />

Gal<br />

Man<br />

NAG Man – NAG – NAG – Asn<br />

Man<br />

NAG Xil HIBRIDO<br />

Fig. 1. Tipos de oligosacáridos N-glicosídicos. Se muestran<br />

tres ejemplos representativos, indicándose la unión a la asparagina.<br />

En sombreado se recogen los núcleos pentasacáridos.<br />

Fuc: fucosa; Gal: galactosa; Man: manosa: NAG: N-acetilglucosamina;<br />

Xil: xilosa.<br />

Los glicanos complejos de las células de mamíferos,<br />

además de ser de mayor envergadura que<br />

los de vegetales, poseen frecuentemente ácido siálico<br />

y galactosa, raramente fucosa y nunca xilosa.<br />

Estas diferencias pueden marcar la antigenicidad<br />

de los carbohidratos de glicoproteínas de plantas<br />

en el hombre. De hecho, la presencia de una xilosaß1-2<br />

sobre la N- acetilglucosamina interna del<br />

núcleo pentasacárido parece tener un valor decisivo<br />

en la antigenicidad, e incluso en la alergenicidad<br />

de algunas glicoproteínas vegetales. En este<br />

sentido, también se le ha atribuido actividad antigénica<br />

en mamíferos a la fucosaa1-3 enlazada a<br />

la N-acetilglucosamina terminal, incluso se han<br />

purificado anticuerpos específicos que la reconocen<br />

y que pueden ser empleados en la determinación<br />

de la presencia de residuos equivalentes en<br />

otros carbohidratos.<br />

En efecto, mediante experimentos de inhibición<br />

se demostró en 1991 que el residuo de fucosaa1-<br />

3 enlazado a la N- acetilglucosamina terminal<br />

contribuye de manera importante a la antigenicidad<br />

de la peroxidasa de rábano en conejos 7 , pues<br />

los anticuerpos IgG específicos inducidos al<br />

inyectar el conejo con esta proteína reconocían de<br />

manera especial esa fucosa. Estos datos han sido<br />

posteriormente corroborados por otros equipos<br />

que, además de atribuir un papel a ese residuo en<br />

la alergenicidad de la fosfolipasa A2 8 (PLA2), han<br />

implicado también a la xilosaß1-2 en tales acciones<br />

9 , e incluso han purificado aquellos anticuerpos<br />

IgG específicos de fucosa o xilosa 10 .<br />

Estos datos ponen de manifiesto la naturaleza<br />

de los grupos monosacáridos que pueden estar<br />

implicados en la antigenicidad de los oligosacáridos<br />

de las glicoproteínas de plantas; xilosa y fucosa<br />

son residuos ausentes o muy poco frecuentes en<br />

las células de mamíferos y pueden ser reconocidos<br />

como elementos extraños por el sistema<br />

inmunológico humano.<br />

Sin embargo, la importancia de cada carbohidrato,<br />

o de cada monosacárido, en la reactividad<br />

frente a las IgE de sueros de pacientes hipersensibles<br />

es característica de cada alergeno. La presencia<br />

de xilosa o fucosa en un oligosacárido no es<br />

garantía de su alergenicidad.<br />

Análisis de la alergenicidad y estructura de<br />

carbohidratos<br />

Los procedimientos disponibles para el aisla-<br />

20


Núm. 5 <strong>Reacciones</strong> <strong>cruzadas</strong> <strong>entre</strong> <strong>alergenos</strong> 275<br />

miento y manipulación de los carbohidratos presentes<br />

en glicoproteínas están lejos de poderse<br />

considerar sencillos; incluso la cuantificación del<br />

glicano obliga a determinaciones laboriosas y<br />

muchas veces adolece de un alto grado de inexactitud.<br />

Además, la cantidad de proteína de partida<br />

es, muy a menudo, insuficiente para completar los<br />

datos deseados. Por ello, la mayor parte de los<br />

métodos utilizados implican comparar la potencia<br />

alergénica de la proteína glicosilada con la de formas<br />

parcial o totalmente desglicosiladas. Esto<br />

pone de relevancia los sistemas de desglicosilación,<br />

porque de su efectividad y control dependerá<br />

la fiabilidad de las conclusiones.<br />

Existen dos tipos de sistemas de desglicosilación,<br />

los que utilizan reactivos químicos y los que<br />

emplean enzimas. De <strong>entre</strong> los primeros destacamos<br />

los tratamientos con ácido trifluorometanosulfónico<br />

(TFMS) y con ácido peryódico. El<br />

TFMS hidroliza el enlace <strong>entre</strong> el carbohidrato y<br />

la cadena polipeptídica, lo que conduce a la separación<br />

completa del azúcar. Este tratamiento puede<br />

afectar a la fracción aminoacídica de la proteína,<br />

de manera que una pérdida de antigenicidad<br />

como consecuencia de su utilización podría ser<br />

debida a la alteración de uno o varios epítopos<br />

polipeptídicos. El ácido peryódico, por otro lado,<br />

elimina secuencialmente monosacárido a monosácarido<br />

de la cadena oligosácarida, por lo que, para<br />

asegurarse de la retirada completa del glicano, es<br />

importante determinar la cinética de desglicosilación,<br />

y elegir las condiciones más adecuadas. Este<br />

tratamiento también puede originar oxidaciones<br />

indeseables en la estructura polipeptídica y conducir<br />

a la alteración de su antigenicidad. Así, después<br />

de ambos tratamientos se aconseja analizar<br />

el estado de la proteína, no sólo a nivel conformacional<br />

sino sobre todo revisar la composición original<br />

de sus aminoácidos constituyentes.<br />

Teniendo en cuenta las anteriores consideraciones,<br />

serían los métodos enzimáticos los más convenientes<br />

para una desglicosilación delicada, sin<br />

alteración de la estructura polipeptídica, pero eficaz<br />

en la eliminación del glicano. Hasta hace poco<br />

tiempo no existían enzimas comerciales adecuadas<br />

a tal objetivo. En la actualidad disponemos de<br />

glicosidasas que escinden específicamente el enlace<br />

N-glicosídico <strong>entre</strong> la cadena polipeptídica y el<br />

carbohidrato, dependiendo de la naturaleza del<br />

azúcar. Entre ellas se encuentra la endoglicosida-<br />

21<br />

sa H (Endo H) que actúa únicamente cuando el<br />

oligosacárido es de tipo rico en manosas. Quizás<br />

la enzima más útil es la péptido-N-(acetil-ß- glucosaminil)-asparagina<br />

amidasa F (PNGasa F) que<br />

utiliza un sustrato N-glicosídico, siempre que no<br />

posea fucosa unida en posición a1-3 a la N-acetilglucosamina<br />

terminal del núcleo pentasacárido.<br />

Finalmente, la PNGasa A escinde todo carbohidrato<br />

con enlace N-glicosídico; sin embargo, aunque<br />

pudiera parecer la más adecuada por la magnitud<br />

de su hidrólisis, su actividad no siempre es<br />

patente ya que muchas proteínas se resisten, en la<br />

práctica, a ser desglicosiladas por esta enzima;<br />

además, su gran inestabilidad es otro factor a considerar<br />

antes de decidir su utilización. Una vez<br />

retirado el carbohidrato de la cadena polipeptídica<br />

se puede analizar la actividad antigénica y alergénica<br />

de la proteína remanente y compararla con la<br />

de la glicoproteína nativa.<br />

Como alternativa a la utilización de glicosidasas<br />

específicas en la preparación del carbohidrato<br />

para su análisis molecular o inmunológico, se dispone<br />

de proteasas inespecíficas - como proteinasa<br />

K o pronasa- que producen la degradación casi<br />

completa de la fracción polipeptídica respetando<br />

el azúcar anclado a una mínima secuencia de aminoácidos<br />

(glicopéptido) que puede llegar a ser tan<br />

reducida como la propia asparagina enlazante del<br />

carbohidrato.<br />

El glicano, por su parte, puede ser fraccionado<br />

y aislado por diversas técnicas cromatográficas,<br />

<strong>entre</strong> las que se encuentran la cromatografía de<br />

afinidad con soportes de lectinas, o la de alta presión<br />

en fase reversa y con matrices especialmente<br />

diseñadas para esta finalidad. El manejo y la<br />

detección del oligosacárido se ven facilitados si se<br />

marca previamente, bien mediante radiactividad,<br />

bien con un producto que origina un derivado<br />

fluorescente o coloreado. Una vez separadas todas<br />

las especies de carbohidrato que coexisten en una<br />

proteína alergénica, la técnica por excelencia para<br />

el análisis de cada una de ellas es la resonancia<br />

magnética nuclear que, mediante las señales originadas<br />

por los protones de la muestra y en comparación<br />

con las de moléculas conocidas, proporciona<br />

la estructura completa del carbohidrato. Esta<br />

técnica puede también emplearse sobre la glicoproteína<br />

intacta, pero algunas señales inherentes<br />

al glicano podrían permanecer enmascaradas por<br />

las de los aminoácidos y quedar sin resolver.


276 R. Rodríguez y M. Villalba Volumen 12<br />

Además de la metodología descrita anteriormente,<br />

existen diversos procedimientos que proporcionan<br />

datos más o menos completos sobre<br />

la estructura de los azúcares de glicoproteínas, o<br />

rinden formas defectivas en el glicano que pueden<br />

ser objeto de estudio. Tal es el uso de las<br />

lectinas, de los anticuerpos específicos de monosacáridos<br />

y de las exoglicosidasas. Las lectinas<br />

son proteínas que unen estructuras glicosídicas,<br />

mostrando frecuentemente una afinidad selectiva<br />

hacia ciertos tipos de residuos monosacáridos,<br />

con lo que su interacción con un carbohidrato<br />

dado indicaría la existencia de tales restos<br />

glicosídicos. Una de las lectinas más utilizada es<br />

la concanavalina A, capaz de unirse a las ramificaciones<br />

de manosas terminales que suelen<br />

aparecer en los oligosacáridos con unión a la<br />

proteína de tipo N-glicosídico. En otro lugar se<br />

encuentran los anticuerpos específicos de monosacáridos<br />

concretos: algunos grupos de investigación<br />

han obtenido anticuerpos frente a xilosa<br />

o frente a fucosa, anticuerpos que se unen selectivamente<br />

a carbohidratos que poseen uno de<br />

estos residuos en su estructura. El problema para<br />

su uso es que no son comerciales, y por lo tanto<br />

no disponibles para la comunidad científica. De<br />

igual forma que las lectinas, la reactividad de<br />

estos anticuerpos con un azúcar dado indicaría<br />

la existencia del monosacárido específico reconocido<br />

por la inmunoglobulina. Como alternativa<br />

a este método, se puede hacer uso de un anticuerpo<br />

comercial obtenido frente a peroxidasa<br />

de nabo, que reconoce específicamente la presencia<br />

de xilosa y/o fucosa en la glicoproteína<br />

analizada. El uso de este anticuerpo con el alergeno<br />

Ole e 1 del polen de olivo dio magníficos<br />

resultados 11 . Por último, exoglicosidasas tales<br />

como fucosidasa, manosidasa, xilosidasa, etc,<br />

proporcionan un producto defectivo en un<br />

monosacárido concreto cuya actividad antigénica<br />

puede ser analizada en comparación con la<br />

del glicano original.<br />

Finalmente, de la existencia de reactividad<br />

cruzada de un alergeno glicoproteico con una<br />

glicoproteína de cuyo carbohidrato se conoce la<br />

estructura pueden extraerse importantes conclusiones<br />

sobre la estructura del glicano del primero.<br />

La coincidencia de reconocimientos indica,<br />

al menos sugiere, coincidencia en algún componente.<br />

ALERGENOS GLICOPROTEICOS<br />

Estructura<br />

La verdadera investigación sobre proteínas alergénicas<br />

ha tenido lugar durante la última década.<br />

A principios de 1990 sólo se habían clonado y<br />

secuenciado los genes de cinco <strong>alergenos</strong>. A finales<br />

de 1994 ya eran 48 los <strong>alergenos</strong> clonados, y<br />

en la actualidad hay registrados más de 100 en la<br />

lista oficial del Comité de Nomenclatura de la<br />

IUIS. A mediados de la década de los ochenta, se<br />

comenzó a tener indicios de la existencia de carbohidratos<br />

en la estructura de algunos <strong>alergenos</strong><br />

polipeptídicos. El primero en ser caracterizado<br />

como glicoproteína fue un alergeno principal de<br />

Apis mellifera, PLA 2, en la década de los 70. Desde<br />

entonces la lista se ha incrementado considerablemente.<br />

La Tabla I recoge los glico<strong>alergenos</strong><br />

que se conocen en la actualidad, así como las referencias<br />

más relacionadas con el carácter alergénico<br />

de su carbohidrato 12-25 . De ellos destacan, por su<br />

número, los procedentes de pólenes, aunque<br />

encontramos también un alergeno de epitelio de<br />

gato, Fel d 1, y uno de insecto, la PLA2 de veneno<br />

de abeja. Mención aparte requiere el antígeno<br />

H del tunicado Styela plicata (parásito adherido a<br />

las ostras), alergeno ocupacional que extrañamente<br />

no ha sido recogido en las más recientes listas<br />

de <strong>alergenos</strong> caracterizados 26, 27 .<br />

Aunque se conocen la mayor parte de las<br />

estructuras polipeptídicas de estos <strong>alergenos</strong>, muy<br />

poco se sabe de su componente glicosídico, a<br />

excepción de los de la PLA2 y de los <strong>alergenos</strong> Art<br />

v 2 y Cry j 1 de los pólenes de artemisa y cedro<br />

japonés. Del alergeno Ole e 1 del polen de olivo<br />

se tienen algunos datos muy preliminares aún,<br />

como son el sitio de glicosilación y el número y<br />

tipo de especies que posee. Todos los oligosacáridos<br />

de estos <strong>alergenos</strong> se encuentran enlazados a<br />

la cadena aminoacídica a través de una asparagina<br />

(enlace tipo N- glicosídico) y se presentan como<br />

estructuras polimórficas, esto es, existen varias<br />

especies moleculares distintas (aunque similares)<br />

formando parte del componente carbohidrato de la<br />

misma cadena polipeptídica. La unión N-glicosídica<br />

es prácticamente la única encontrada en los<br />

glico<strong>alergenos</strong> analizados.<br />

El polimorfismo, por otra parte, es muy frecuente<br />

en las glicoproteínas de plantas. No aparece<br />

una única especie de glicano unido a la frac-<br />

22


Núm. 5 <strong>Reacciones</strong> <strong>cruzadas</strong> <strong>entre</strong> <strong>alergenos</strong> 277<br />

ción polipeptídica. Por el contrario, suelen coexistir<br />

varias diferentes, incluso compartiendo la misma<br />

posición de la cadena de aminoácidos. Art v 2<br />

posee una mezcla de carbohidratos ricos en manosas<br />

que no han sido encontrados, sin embargo, ni<br />

en PLA2 ni en Cri j 1. En PLA2 se han obtenido<br />

más de 6 estructuras de oligosacárido de tipo<br />

complejo muy similares, varias de ellas con fucosa<br />

y ninguna con xilosa, y todas unidas al mismo<br />

residuo de la proteína. En el caso del alergeno de<br />

cedro japonés, Cri j 1, se han determinado hasta<br />

cuatro estructuras distintas del oligosacárido, también<br />

de tipo complejo todas ellas, unidas a dos<br />

posiciones diferentes del polipéptido, las asparaginas<br />

120 y 333. En ambos <strong>alergenos</strong>, sobre una<br />

estructura mínima común del carbohidrato, se<br />

alternan varios sustituyentes distintos: en Cry j 1<br />

se encuentran xilosa, fucosas, galactosas y N-acetilglucosaminas,<br />

y en PLA2 fucosas y manosas.<br />

Tabla I. Alergenos glicoproteicos documentados<br />

23<br />

Por otro lado, el alergeno Ole e 1 del polen de olivo,<br />

también glicoproteico, posee un sitio de glicosilación<br />

conocido, que debe ser compartido por<br />

los dos oligosacáridos mayoritarios que contiene,<br />

uno rico en manosa y otro híbrido con xilosa; ninguno<br />

de ellos presenta fucosa. Además, posee una<br />

especie minoritaria (menos del 10% del total glicosídico)<br />

probablemente de tipo complejo con<br />

este monosacárido.<br />

Como puede observarse, las estructuras de las<br />

fracciones glicosídicas de las glicoproteínas alergénicas<br />

conocidas no guardan un patrón único,<br />

aunque sí poseen algunas características comunes,<br />

como son el núcleo pentasacárido y, en muchas<br />

ocasiones, la presencia de xilosa y/o fucosa.<br />

Alergenicidad del carbohidrato<br />

La presencia de carbohidrato en la estructura de<br />

un alergeno proteico no es, sin embargo, garantía<br />

Glicoalergeno Estr a Origen Ref b IgE c<br />

Api m 1 SI Apis mellifera (abeja) 12 SI<br />

Fosfolipasa A2 (PLA2) insecto-veneno 9 fucosa<br />

8 SI<br />

13 poco<br />

Art v 2 SI Artemisia vulgaris<br />

vegetal-polen<br />

14 NO<br />

Cla h 2 NO Cladosporium herbarum<br />

hongo-esporas<br />

15 –<br />

Par j 1 NO Parietaria judaica 16 dudoso<br />

vegetal-polen 17 NO<br />

Fel d 1 NO Felis domesticus (gato)<br />

animal-epitelio<br />

18 –<br />

CM16* y CM6* NO Triticum turgidum (trigo) 19 SI<br />

Hor v 1 (BMAI-1) NO Hordeum vulgare (cebada) 20 SI<br />

Inhibidores a-amilasa vegetal-semilla<br />

Cri j 1 SI Criptomeria japonica 21 SI<br />

peptato liasa (cedro japonés)<br />

vegetal-polen<br />

22 poco<br />

Ole e 1 NO Olea europaea (olivo) 23 –<br />

vegetal-polen 24 SI<br />

11 SI<br />

Antígeno H SI Styela plicata (tunicado)<br />

procordado<br />

25 SI<br />

a: Estructura conocida del carbohidrato.<br />

b: Referencia en relación con el carácter glicoproteico del alergeno.<br />

c: Existencia de IgE específicas del carbohidrato y/o actividad alergénica de éste.


278 R. Rodríguez y M. Villalba Volumen 12<br />

de alergenicidad. En efecto, de <strong>entre</strong> los <strong>alergenos</strong><br />

glicoproteicos vegetales estudiados (Tabla I) sólo<br />

los oligosacáridos de PLA2 8, 9, 12 , de los inhibidores<br />

de a-amilasa de los pólenes de cebada y trigo 19, 20 ,<br />

y de Ole e 1 del polen de olivo 11, 24 , se ha demostrado<br />

que están implicados en la alergenicidad de<br />

la proteína completa. En todos los casos, la desglicosilación<br />

del alergeno proporciona un derivado<br />

con una capacidad de unirse a las inmunoglobulinas<br />

IgE de los sueros de los pacientes<br />

hipersensibles menor que la del alergeno glicosilado.<br />

La contribución del glicano a la alergenicidad<br />

de otras proteínas tales como Par j 1 o Cry j 1 es<br />

dudosa o cuando menos muy reducida. En Cry j 1,<br />

el carbohidrato podría influir sólo conformacionalmente<br />

a la reactividad con las IgE específicas 22 ,<br />

y aunque Par j 1 pierde la capacidad de unir IgE<br />

de los sueros de pacientes alérgicos después del<br />

tratamiento desglicosilante, éste distorsionó tanto<br />

la estructura tridimensional de la proteína que<br />

aquella inhabilitación pudo ser el resultado de los<br />

cambios polipeptídicos 17 . Así, ni para Cri j 1 ni<br />

para Par j 1 se ha encontrado una correlación definitiva<br />

<strong>entre</strong> la presencia del oligosacárido y la<br />

actividad enlazante al anticuerpo. Finalmente, el<br />

carbohidrato de Art v 2 no posee actividad alergénica<br />

14 - aunque unos primeros resultados parecían<br />

indicar lo contrario-, lo que estaría de acuerdo,<br />

según la hipótesis formulada sobre la participación<br />

de fucosa y xilosa en la actividad alergénica,<br />

con su natural composición de glicano rico en<br />

manosas en el que están ausentes estos monosacáridos.<br />

Además de los <strong>alergenos</strong> glicosilados de la<br />

Tabla I, se han analizado numerosos extractos<br />

cuya capacidad de unión de IgE de sueros de<br />

pacientes alérgicos es sensible al tratamiento con<br />

peryodato. Y, aunque proceden fundamentalmente<br />

de alimentos vegetales 1 como avellana, cacahuete,<br />

trigo, arroz, guisante, espinaca, plátano, patata,<br />

soja, fresa, y tomate 28 , también se han detectado<br />

en moluscos como el mejillón 1 .<br />

Algunos de los datos obtenidos por distintos<br />

grupos acerca de la contribución particular de un<br />

carbohidrato a la alergenicidad de la glicoproteína<br />

de la que forman parte entran en controversia,<br />

pues según el tipo de ensayo así como el modelo<br />

utilizado en la comparación pueden derivar a<br />

conclusiones diferentes. Antes hemos menciona-<br />

do los trabajos realizados con PLA2, fundamentalmente<br />

estudios de modificación química y<br />

enzimática, y análisis antigénico mediante ensayos<br />

de ELISA e «immunoblotting» con el producto<br />

modificado, estudios que probaban la<br />

implicación del carbohidrato en la unión del<br />

alergeno a las inmunoglobulinas IgE de los sueros<br />

de pacientes alérgicos al veneno de los véspidos<br />

8, 9, 12 . Sin embargo, experimentos recientes<br />

de liberación de histamina de basófilos sensibilizados<br />

y reacciones cutáneas, utilizando alternativamente<br />

la proteína natural, la forma recombinante<br />

producida en E. coli -que no puede estar<br />

glicosilada debido a la inexistencia de los sistemas<br />

correspondientes en la bacteria-, y el derivado<br />

natural desglicosilado, llevaron a la conclusión<br />

de que, si bien el correcto plegamiento de la<br />

cadena polipeptídica es esencial en la reactividad<br />

cutánea de tipo I y para la actividad estimulante<br />

de secreción de histamina, la glicosilación parece<br />

resultar de menor relevancia, ya que la reactividad<br />

cutánea fue similar para las formas glicosilada<br />

y desglicosilada del alergeno, y tanto la<br />

proteína natural como la recombinante eran efectivas<br />

en la liberación del mediador desde los<br />

basófilos 13 . Así, no hay evidencia de que los grupos<br />

carbohidratos de la PLA2 sean epítopos B<br />

dominantes ni esenciales para anticuerpos IgE 13 .<br />

Pero debemos recordar que este alergeno no<br />

posee xilosa en su estructura glicosídica.<br />

Hasta el momento, y como se puede observar,<br />

los datos obtenidos se refieren a la comparación<br />

de actividades <strong>entre</strong> formas completas de los<br />

<strong>alergenos</strong> y derivados defectuosos en los carbohidratos;<br />

no se han presentado estudios con el<br />

propio glicano aislado, lo que llevaría a una conclusión<br />

definitiva. Recientemente se ha purificado<br />

el componente oligosacárido liberado por la<br />

PNGasa F del alergeno Ole e 1. Con él se han<br />

realizado ensayos de liberación de histamina a<br />

partir de basófilos obtenidos de pacientes alérgicos<br />

al polen de olivo (Rodríguez y cols., manuscrito<br />

en preparación). Los resultados son muy<br />

prometedores, pues se han obtenido respuestas<br />

positivas para muestras en las que no existen<br />

indicios de la presencia de fragmentos polipeptídicos<br />

del alergeno. En la actualidad se están<br />

llevando a cabo estudios de este tipo, así como<br />

ensayos cutáneos, con los dos componentes<br />

mayoritarios de ese carbohidrato separados por<br />

24


Núm. 5 <strong>Reacciones</strong> <strong>cruzadas</strong> <strong>entre</strong> <strong>alergenos</strong> 279<br />

cromatografía de afinidad. Una respuesta positiva<br />

en cualquiera de los dos frentes iluminaría<br />

definitivamente los conceptos sobre la capacidad<br />

real de determinadas especies de carbohidratos<br />

en la respuesta alérgica.<br />

Importancia de los carbohidratos en las<br />

reacciones <strong>cruzadas</strong> alergénicas<br />

La existencia de lectinas en los extractos vegetales<br />

planteó importantes dudas sobre el papel de<br />

los carbohidratos en las reacciones <strong>cruzadas</strong>, ya<br />

que son moléculas que unen anticuerpos a través<br />

de su fracción glicosídica y habrían podido ser los<br />

responsables de la respuesta positiva a los sueros<br />

de pacientes alérgicos. Sin embargo, al menos dos<br />

datos primarios apoyan la actividad de los epítopos<br />

glicosídicos: los extractos alergénicos tratados<br />

con peryodato perdían su capacidad de unión a<br />

IgE, y muchos sueros con títulos de IgE muy altos<br />

no poseían capacidad de unión a los extractos. Por<br />

otro lado, y como argumento definitivo, se ha<br />

demostrado la existencia de anticuerpos IgE específicos<br />

de carbohidratos 1, 8, 11, 12, 20, 25, 28 .<br />

Como acabamos de ver, los carbohidratos<br />

implicados en la actividad alergénica de glicoproteínas<br />

presentan estructuras con numerosos rasgos<br />

en común, aunque pertenezcan a fuentes biológicas<br />

poco o nada relacionadas <strong>entre</strong> sí. Por este<br />

motivo, los carbohidratos pueden jugar un papel<br />

importante en las reacciones <strong>cruzadas</strong> ya que en<br />

los extractos alergénicos, sobre todo en los procedentes<br />

de vegetales, las glicoproteínas pueden<br />

representar un componente muy abundante. La<br />

presencia de xilosa o de fucosa en una glicoproteína<br />

que acceda al paciente hipersensible podría<br />

ser fácilmente reconocida por las IgE de su suero,<br />

IgE específicas de esos monosacáridos y producidas<br />

previamente en el contacto con otro alergeno<br />

glicoproteico, que aunque no fuera idéntico, contuviera<br />

la xilosa o la fucosa en su carbohidrato.<br />

Además se ha observado que los sueros de algunos<br />

pacientes alérgicos son capaces de distinguir<br />

pequeñas diferencias estructurales en los glicanos<br />

reconocidos ya que la magnitud de su respuesta es<br />

distinta hacia los diversos extractos 1 . Esta propiedad<br />

podría contribuir al análisis molecular de los<br />

<strong>alergenos</strong> glicosídicos.<br />

Ya que las fuentes alergénicas de origen vegetal<br />

son las que a priori más glicoproteínas contendrían,<br />

debemos discutir aquí el papel que podrían<br />

25<br />

jugar los azúcares en la reactividad cruzada alergénica<br />

a alimentos procedentes de plantas. Pues<br />

bien, la responsabilidad de los glicanos en la alergia<br />

a alimentos vegetales de un paciente cuyo suero<br />

posee IgE anti-carbohidrato, por haber sido<br />

sensibilizado quizás por un polen con alergeno<br />

glicoproteico, podemos suponer que debe ser<br />

nula, o cuando menos dudosa. En todo caso le<br />

produciría síndrome alérgico oral. En efecto, las<br />

estructuras glicosídicas son sensibles a actividades<br />

degradantes que actúan en las primeras etapas de<br />

la digestión, a-amilasas que intervienen en la actividad<br />

digestiva bucal hidrolizando los carbohidratos<br />

rápidamente a monosacáridos, que son ya<br />

estructuras sin valor antigénico. Así, la existencia<br />

de carbohidratos en <strong>alergenos</strong> alimentarios no<br />

implica su actividad alergénica cruzada, pues ese<br />

glicano será destruido antes de que pueda llegar a<br />

tomar contacto con las IgE del suero; sin embargo,<br />

sí puede ser responsable de las reacciones<br />

derivadas de su presencia en la regiones altas del<br />

aparato digestivo, de ahí que puedan explicarse<br />

los síntomas del síndrome alérgico oral. Por todo<br />

ello, la validez de las reacciones <strong>cruzadas</strong> a nivel<br />

de los carbohidratos se debería restringir a aquellos<br />

<strong>alergenos</strong> que en su vía de asalto al individuo<br />

eviten las actividades glicolíticas. Alergenos inhalados,<br />

o inyectados, no están sometidos a estas<br />

actividades, al menos en la misma cuantía, por lo<br />

que sí podrían ser reconocidos por los anticuerpos<br />

del suero.<br />

La implicación de los carbohidratos en reacciones<br />

antigénicas y alergénicas <strong>cruzadas</strong> ha sido claramente<br />

demostrada in vitro. Es su responsabilidad<br />

en la actividad alergénica in vivo, en las<br />

reacciones cutáneas o en la liberación de histamina,<br />

lo que aún plantea dudas -el reducido tamaño<br />

del glicano, 1-1,5 kDa de masa molecular, es uno<br />

de los principales escollos para aceptar su participación<br />

en la asociación de los receptores celulares-.<br />

Las expectativas para resolver este importante<br />

item se encuentran centradas en la posibilidad<br />

de realizar los análisis con preparaciones de carbohidratos<br />

puros, aislados del correspondiente glicoalergeno<br />

o de síntesis, una vez determinadas las<br />

estructuras moleculares a las que se atribuye el<br />

posible papel alergénico. Y del hallazgo de datos<br />

generalizables en esos experimentos depende la<br />

validez de las conclusiones que puedan extraerse.<br />

Pero las respuestas no están muy lejos.


280 R. Rodríguez y M. Villalba Volumen 12<br />

BIBLIOGRAFIA<br />

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Núm. 5 <strong>Reacciones</strong> <strong>cruzadas</strong> <strong>entre</strong> <strong>alergenos</strong> 281<br />

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505-15.

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